试析汽车制动能量回收系统的研究应用

试析汽车制动能量回收系统的研究应用

张学豪

（汉口学院机械电子工程学院湖北省武汉市430212）

摘要：环境和能源问题早已成为了全球面临的巨大挑战。汽车作为石油的消耗和尾气的排放大户，急需得到改善。将汽车制动时所损耗的能量回收并利用，既提高了燃油的经济效益，节约了能源，也减少了尾气的排放，从而减少了对环境的污染。制动能量回收系统采用的是定压源液压系统，其结构简单，效率高等特点，通过发动机和飞轮的协同作用为汽车提供动力。

关键词：汽车制动；能量回收；定压源液压系统

1.本课题国内外研究现状

2014年，亚太股份国家“863计划”，成功开发出电动车制动能量回收系统。是国内在这个行业内的第一次跨越。

2016年7月26日，奇瑞正式将插电混合动力汽车艾瑞泽7PHEV投放到市场中出售。

2017年第一季度长安纯电动车型欧诺EV2017发布。

此前，中国汽车技术研究中心为国家制定了技术标准法规，以便提供参考依据[1]。

2.CPS系统分析

2.1汽车行驶分析

汽车行驶时的驱动力可分别按照汽车加速和汽车制动的工况进行分析计算

汽车在上坡过程中的驱动力为：

2.2飞轮运动分析

b一发动机对应的燃料消耗率(kg／J)。

3.参数优化及分析

3.1参数优化

根据某车型的基本参数建立了该系统模型，确定了车辆的运行工况，即市区车况，车辆以初速度45km／h进行制动，当车速降到(km／h)时，CPS终止能量储存，汽车在机械制动器的作用下，以同样的制动强度停车。利用储存的能量，使汽车起步加速，当车辆加速到(km／h)时，储存的能量不足以使车辆继续加速，需发动机继续提供动力加速运行，其加速度保证不变，然后在发动机的动力作用下，以45km／h匀速运行。根据优化设计方法，对CPS系统中的部分重要各元器件进行科学的优化。

3.2汽车运行工况仿真

根据优化结果，可把能量回收和再利用的过程分为四个阶段。AB段为制动能量回收阶段；BC段为依靠传统的机械制动器制动到停车阶段；CD段为回收能量利用阶段，利用回收的能量使汽车加速起步；DE段发动机提供能量使汽车继续加速行驶，依靠回收的能量只能使汽车加速到9.3m/s(33.6km/m)，之后是发动机提供能量。

3.3结果对比分析

本文模拟的汽车运行工况的背景是在市区内汽车的一种理想加减速运动状态下燃料的消耗的分析，即全加减速周期，并对其在这种理想条件下进行分析计算并对比分析得出结果。

4.某车型CPS系统节能预期分析

根据最终优化的汽车相关的参数，计算出能量系统的回收利用效率。在计算回收利用率时，忽略能量在传递过程中的损失。

4.1CPS系统制动时能量回收利用率

根据优化结果，制动时的系统回收能量为

根据优化的结果，制动时能量的回收率

4.2CPS系统加速时能量回收利用率

加速时车辆获得的能量为

加速时能量的回收利用率

4.3CPS系统能量回收率

参考文献：

[1]任国军.公共汽车制动能量再生的液压储能技术研究.2016

[2]伊怀仙.汽车CPS定压源能量回收系统的研究.2016

[3]万里翔、许明恒.汽车能量回收系统的研究.机床与液压.2013（3）：224～227.

[4]李壮云.液压元件与系统.机械工业出版社,2015.

[5]彭栋等.混合动力汽车能量回农制动控制策略研究,高技术通讯.2017（8）：830-835.

[6]冯国胜等.车辆现代设计方法.科学出版社.2016：65～69.